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CONTROL DE PROCESOS CODIGO: AE6010

LABORATORIO N° 04 “SENSORES FOTOELECTRICOS”

1.- Inofuente Canaza, Lenin Yoel Alumnos:

2.- Huilla Quispe, Cesar Augusto 3.-Lima Chila, José Grimaldo (FALTÓ)

Grupo

: “B)

Semestre

: VI

Fecha de entrega

: 25 03 19 Hora:

Marco Arcos Camargo

Nota:

9am

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores Fotoeléctricos Departamento de Electricidad y Electrónica

I.

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

OBJETIVOS: 

Identificar las principales características sensores fotoeléctricos de barrera y retro reflexión.



Reconocer a los sensores fotoeléctricos de barrera y retro reflexión como dispositivos útiles para el conteo de objetos.



Distinguir los sensores fotoeléctricos de barrera de los sensores fotoeléctricos de retro reflexión.



Implementar sistemas de detección de objetos utilizando sensores fotoeléctricos de barrera.

II.

MATERIAL Y EQUIPOS: 

Sensor fotoeléctrico de barrera FESTO.



Sensor fotoeléctrico de retro reflexión FESTO.



Sensor fotoeléctrico difuso FESTO.

Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje que suministran a los equipos

Antes de utilizar los instrumentos cerciorarse si son de entrada o de salida, para no dañar los equipos

Tener cuidado en la conexión y en la desconexión de los equipos utilizados

III.

1.

05

INFORMACION TEORICA

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LOS INTERRUPTORES FOTOELÉCTRICOS DE BARRERA - (Through Beam).

En este tipo de sensores, se dispone un elemento emisor y un elemento receptor montados en oposición. Figura 1. El detector evalúa permanentemente la recepción haz infrarrojo modulado generado por el emisor, en espera de una interrupción que se asume como la presencia de un objeto en determinada ubicación. Este tipo de sensores permiten la detección a grandes distancias

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(hasta 10 o más metros) y su reproductibilidad es muy buena. La figura 2 muestra un diagrama de bloques de la estructura interna de este tipo de sensores. La figura 3 muestra una aplicación típica.

En estos sistemas, los objetos a ser detectados deben interrumpir totalmente el haz de luz, por lo tanto, el objeto debe tener al menos un tamaño igual o mayor que el área de la base del cono generado por el ángulo de apertura del receptor.

Si la detección no se logra con objetos semitransparentes, es posible ajustar la sensibilidad del receptor.

En este tipo de sistemas, las superficies con alto índice de reflexión no hacen insegura la operación, ello gracias al sistema de filtros polarizadores de luz que disponen tanto el emisor como el receptor.

Figura 1.

Figura 2.

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2. INTERRUPTORES FOTOELECTRICOS DE RETROREFLEXIÓN. En tanto que en el sistema de barrera el receptor y el emisor están montados en unidades diferentes, en los sistemas de detección por retro reflexión, una sola unidad alberga al emisor y al receptor.

En este caso, el haz modulado es reflejado por medio de un reflector prismático. La detección de los objetos se logra cuando el haz infrarrojo emitido no alcanza al reflector debido a que es bloqueado por los objetos en cuestión. Figura 4.

Figura 3.

Este montaje es más simple, debido a que no es necesario cablear por separado reduciéndose el montaje del receptor a un simple asunto mecánico de alineación.

el

emisor y el receptor,

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Figura 4.

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Figura 5.

3. POLARIZADORES. Tanto en el caso de los sensores fotoeléctricos de barrera como en los de retrorreflexión se presenta el serio inconveniente de sensar objetos cuyas superficies son altamente reflectantes.

Figura 6.

Una solución elaborada consiste en el uso de filtros polarizadores tanto en el emisor como en el receptor, mismos que funcionan como trampas de luz.

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La luz solar y cualquier otra fuente artificial de luz, emiten ondas luminosas cuyos vectores de campo electromagnético vibran en planos perpendiculares a la dirección de propagación.

Figura 7.

Si estos vectores de campo electromagnético son restringidos a un solo plano por medio de retículos cristalinos de planos orientados, entonces la luz obtenida se denomina “luz polarizada” con respecto a la dirección de propagación. Ver la figura 5.

Las figuras 6 y 7 muestran como son utilizados los polarizadores ópticos y filtros de polarización a fin de detener otras ondas luminosas diferentes de aquellas que se han originado en el dispositivo emisor. Cuando las ondas de luz alcanzan un polarizador óptico, aquellas ondas que no se propagan sobre un plano determinado quedan atrapadas en el mismo, en tanto que la las ondas de luz que se propagan sobre un plano orientado en el mismo sentido del retículo cristalino del polarizador, logran atravesarlo y se propagan del otro lado libremente.

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El objeto de disponer de reflectores prismáticos consiste en generar por medio de los pequeños prismas, la rotación de la onda incidente en un ángulo de 90°, es decir que el haz polarizado emitido que se ha reflejado, se propagará sobre un nuevo plano, que forma 90° con el plano original de la onda. Con este artilugio, se logra que solamente la luz reflejada que se propaga por el plano de 90° logre atravesar el filtro polarizador del receptor, mismo que ha sido preparado para dejar pasar solamente las ondas incidentes que se propagan por este plano.

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IV.

DESARROLLO

SENSOR FOTOELÉCTICO DE BARRERA 1.

Utilizando simbología eléctrica adecuada, esquematice la conexión para activar una lámpara indicadora, cada vez que el sensor fotoeléctrico de barrera detecte un objeto. Determine la compatibilidad de los elementos.

2.

Pruebe la operatividad de cada uno de los sensores fotoeléctricos interrumpiendo el haz infrarrojo. Al momento de estar alineados los dos sensores trabajan con precisión y detectan el material individualmente, uno emite la señal y otro la recibe, como se observa en las imágenes, una del receptor y otra del emisor, al momento de que el objeto es detectado manda una señal a la lámpara y esta se ilumina

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3. Determine el máximo alcance del dispositivo. El dispositivo tiene un rango de alcance de visión aproximadamente mayor a los 4m, debido al mismo cable conductor no se pudo llegar a más rango. 4.

Gire el emisor 90°, tal como se muestra en la figura adjunta. ¿Qué sucede?

El lente del emisor tiene un rango de de detección parecida al efecto de una linterna, debido a eso al ponerlo de pie, el sensor detecta con normalidad, pero al girarlo su rango disminuye.

5.

Explique brevemente cómo alineó el emisor con el receptor. Ilustre con un dibujo.

El alineamiento de los sensores se hizo de manera recta, y con una regla para obtener mayor alineamiento y mejor medición de los sensores fotoeléctricos.

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Los dos sensores tienen una base de la misma altura como se puede apreciar en la imagen, la cámara de los sensores los pusimos a la misma altura con una distancia entre los dos de 1.5 m, para poder comprobar que están bien alineados pusimos un objeto en este caso (una mano ) para saber si se encontraba perfectamente alineado ,comprobando el resultado los dos led que se encuentra en cada sensor se iluminaron

Datos técnicos del sensor  Sensor óptico emisor (SOEG-S-Q30-K-L 165352):         

Tipo de luz: Infrarrojo Tensión de funcionamiento DC: 10 a 30 V Intensidad en reposo: 25 mA Dist. máx, detecc.: 600-6000 mm Dist. mín, detecc.: 300-1200 mm Longitud del cable: 2,5 m Peso del producto: 85 g Temperatura ambiente con cableado móvil: -5 ... 55 °C Tipo de protección: IP65

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 Sensor óptico receptor (SOEG-E-Q30-PS-K-2L)        

Alimentación 10-36 V DC Intensidad en reposo: 25 mA Dist. máx, detecc.: 600-6000 mm Dist. mín, detecc.: 300-1200 mm Temp: -25°C a 55°C Longitud del cable: 2,5 m Peso del producto: 85 g Protección: IP 65

EVIDENCIA DEL SENSOR FOTOELECTRICO TIPO BARRERA

Lab. Nº

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DIAGRAMA DE INSTRUMENTACIÓN (P&ID) DEL CIRCUITO DESARROLLADO

SENSOR FOTOELÉCTICO DE REFLEXIÓN 6.

Utilizando simbología eléctrica adecuada, esquematice la conexión para activar un relé auxiliar, cada vez que el sensor fotoeléctrico de retro reflexión detecte un objeto. Determine la compatibilidad de los elementos.

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7.

Pruebe el sistema interrumpiendo el haz infrarrojo.

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Sensores Fotoeléctricos Departamento de Electricidad y Electrónica 8.

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Determine el máximo alcance del dispositivo: Máximo alcance a 900 mm

SENSOR FOTOELÉCTRICO DE REFLEXION “DISTANCIA PERCEPCIÓN DE UN ESPEJO’’ 9.

Trate de detectar objetos utilizando otro reflector. ¿Qué sucede? ¿Por qué? Al poner distintos materiales en frente del sensor de reflexión estos reflejan las ondas emitidas por el sensor, de a cuerdo al tipo de material la distancia de reflexión cambiará ya que no todos los materiales son reflectores. MATERIALES LATÓN

DETECCIÓN( mm) 120 mm

COBRE

118 mm

ALUMINIO

123 mm

ACERO

105 mm

CARTÓN

95 mm

VIDRIO

111 mm

PLÁSTICO

95 mm

CINTA REFLECTIVA

350 mm

ESPEJO

900 mm

GOMA

115 mm

10. Indique ventajas y desventajas de los sensores ópticos industriales

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Fecha:

VENTAJAS

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DESVENTAJAS

 Bajo coste y tecnología bien establecida

 Sensibles a los factores ambientales

 Inmunidad a la transferencia

 Sensibilidad a factores ambientales

electromagnética

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 No seleccionando al objeto detectar por lo

 Dimensiones y pesos reducidos

que solo detectan a cualquier tipo

 Inocuidad de la señal óptica

presencia

 Grandes alcances

 Hay interferencia de múltiples efectos

 Detección sin contacto físico

Datos técnicos del sensor:  Sensor de reflexión directa (SOEG – RTH – Q20 – PP – K – 2L – TI)           

Entradas/salidas de conexión: PNP Frecuencia máxima de conmutación: 1.000 Hz Corriente máxima de salida: 100 mA Caída de tensión: